Dubbdäcksslitage och Profil för tre olika fall

Dubbdäcksslitage som sker under sex år för alla olika fall redovisas nedan. Det första diagrammet visar dubbdäcksslitage profilen. Profil och dubbdäck slitage är lika stor för alla olika fall som undersöks till detta arbete.

Figur 17, Dubbdäcks profil för alla olika fall. ERAPAVE

Resultat del 2

Frågor och svar, Intervju med Ebrahim Hesami, PhD Vägkonstruktions Specialist på AFRY

1. Vilka indata använder AFRY för beräkningar av PMS Objekt och dess begränsningar?

Ingående variabler delas upp på tre olika kategorier

• Trafik: Tung trafik, ÅDT, förebild av den tunga trafiken och typen av tung

trafik på vägen. Antalet personbilar och tung trafik också är ett viktigt värde inom vägdimensionering.

• Geoteknik: Typen av underbyggnadskonstruktion måste kartläggas, dvs.

om det är lera eller berg osv. Med hjälp av detta kan programmet identifiera materialbeteendet och hitta lösningar som kommer att passa till det specifika fallet.

• Geografi: Det finns fem olika geografiska områden i Sverige som

Trafikverket samlar deras information från olika stationer. Områdesinformationer såsom temperatur och miljö samlas i en databas vilket sedan används vid beräkning av överbyggnadskonstruktion i PMS Objekt. Programmet anpassar sig beroende på lokalisering av projektet och konstruktionen beräknas.

ERAPAVE har fler möjligheter eftersom konstruktören kan lägga till data manuellt vilken möjliggör användning av programmet för de som även vill jobba utomlands.

2. Vilka modeller används i de olika delar av PMS Objekt (hur trafikverket har utvecklat/uppdaterat programmet under 20 år)

Huvudmodellen som används i PMS Objekt är baserade på ”Flerskikt elastisk

analysmetod”. Materialen i varje lager är känt som elastiska material och baserad på detta beräknar programvaran spänning, töjning och belastning för att se om de ligger under begränsningar eller över det som krävs.

För tjälberäkning finns en modell som kom med VTI-rapporten, denna är inte förfinad och används bara vid ökningen av is-volymen i jorden dvs vid expansion. Modellen är inte så enkel beroende på kombinationer mellan is och jord och upplyftning i själva isen. PMS är i huvudsak baserad på dessa två modeller med betoning på att ”Flerskikt elastisk analys” är den viktigaste.

3. Behöver dessa modeller förbättras eller uppdateras?

Vissa delar av PMS Objekt behöver uppdateras och vissa delar förbättras, t.ex. klimatdelen. De data som används nu i programmet är för ungefär 10–20 år sedan och klimatet i Sverige har blivit lite varmare nu och det kan påverka överbyggnadskonstruktionen. Detta betyder att nu kan det vara rätt tillfälle för uppdatering av de data från klimat som används i programmet alternativ kan programmet förbättras genom att ändra på de modeller som finns i programmet och använda de typer av modeller som kan justeras, baserad på det rådande klimatet i Sverige.

För beräkning av vägkroppens tjocklek, spänning, töjning och lastfördelning på vägkonstruktionen används fel modell och det måste ändras till att resultatet blir mer realistisk.

Inmatning och utgångsdata i PMS Objekt är inte samma och det är pga. olika beräkningsmodeller som används för beräkning av vägkonstruktionen. ERAPAVE är baserad på mekanisk vägbeläggningsdesign (Mechanistic Pavement Design) men PMS Objekt följer mekanisk empirisk vägbeläggning designs metod. I ERAPAVE har vi möjlighet att välja mellan olika modeller som finns i programmet för beräkning av spänning och töjning i överbyggnaden. Baserad på det, kan programmet använda materialegenskaper för att hitta rätt tjocklek till vägkroppens olika delar, detta görs av konstruktören i PMS Objekt. Konstruktören brukar lägga till tjocklekar till olika lager i PMS Objekt och programmet beräknar och visar om de tjocklekar uppfyller kraven eller inte, detta beroende på trafik och materialet som ligger till grund. Detta är den elastiska modellen för alla lager under olika säsonger och resultaten kan vara helt utanför den verkliga resultat. En viss leverantör kan tillhandahålla någon annan typ av material som förmodligen måste användas i konstruktionen. Ett känt exempel är de polymermodifierade asfaltblandningar där konstruktören kan få olika elastiska modeller för olika årstider, detta gör att konstruktören inte kan lita på den elastiska modulen i PMS Objekt i alla situationer. Forskarna försökte räkna ut hur de kan fixa problemet och eftersom vi nu har nyare material så kom forskarna fram till att det är bättre att ha materialegenskaperna för enskilda komponenter i asfaltblandning och baserad på detta kunde beräkna en övergripande modell till asfaltbeläggningar. Numera är de flesta modeller som används i världen baserad på denna metod.

Man kan säga att i ERAPAVE används skift-metoden för att kunna producera Master Kurvan för att senare kunna visa egenskaper för de olika kategorierna i programmet t.ex. trafik, klimat osv.

Trafiken i PMS Objekt är baserad på metoden som “Ashe” utvecklade och nuförtiden kan konstruktörerna visualisera vägens kroppsrörelse för att kunna beräkna att trafiken ligger över eller under standarden för hela livslängden.

4. Vilka utdata beräknas av programmet?

Viktigaste utdata från programmet är tjocklekar från olika lager. Programmet beräknar materielmängden för att kunna beräkna yta, nivå osv. Materialet, trafik och klimat kommer att hjälpa konstruktören att beräkna spänning och töjning på olika sträckor på vägar för att kunna se vilka tjocklekar kommer att klara den spänningen och belastningen.

5. Stämmer utdata från PMS Objekt med verkligheten eller måste man justera ännu mer?

Utdata från PMS Objekt matchar inte verkligheten enligt konstruktörerna på AFRY. Detta pga. modellen som används i programmet och det kan vara helt rätt modell dock Trafikverket försöker att anpassa den, baserad på tusental data, för att kunna anpassa utgående variablerna mer till verkligheten. Modellen är inte så långt från verklighet men det är fortfarande inte den verkliga produkten.

Den som är viktigt för Konstruktören är vägens utförande under sin livslängd. Så det är viktig att säkerställa att vägen bibehåller sina egenskaper under den tiden den är dimensionerade för.

Genom att använda bättre, dvs mer vetenskapliga modeller kan Trafikverket förbättra utdatan. Detta möjliggörs genom att använda olika mekaniska designprogramvaror som ERAPAVE, vilka använder nyare modeller. Men nuförtiden vet vi att resultaten är inte verkliga men de är tillräcklig bra att kunna användas vilket leder till att konstruktören undviker från att hitta en bättre modell. Det är bra att veta några mm tjockare vägkropp kan kosta enorma summor för skattebetalare och staten

6. Miljö, material och trafikbelastning I ett projekt, vilken är viktigast vid överbyggnadsdimensionering? I vilken ordning skulle du vilja ranka det?

Konstruktionens uppbyggnad finns för att hantera klimat, material och trafikeffekter dvs. konstruktionen är resultaten av de ovan nämnda parametrar. Beroende på projektet kan man ranka dessa parametrar olika till exempel i E4 är trafikbelastningen ganska hög och det kan påverka konstruktionen mest.

Klimatet i Sverige är det lättaste delen i beräkningarna eftersom i jämförelse till varmare länder, temperaturskillnaden mellan dag och natt eller olika säsonger är inte så stor och detta gör att det inte behövs att använda så komplicerade modeller för beräkning av vägkroppar. Stora temperaturskillnad kan skapa svåra situationer för dimensioneringen.

Slutligen kan man säga att både trafik och miljö är viktiga men med antagande av att vi har ett bra kontrollerat material. Men om det sker någon form av förändring i materialet, kommer det leda till att effekten av materialet blir större än miljön.